相比三代(dai)(dai)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)系統,四代(dai)(dai)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)系統具有更(geng)高(gao)的(de)安(an)全性(xing)、經(jing)(jing)濟性(xing)。根據(ju)杜祥琬《核(he)(he)能(neng)(neng)(neng) 技術方向(xiang)研究(jiu)及(ji)發展(zhan)(zhan)路線(xian)圖》,美(mei)國于 2000 年(nian)發起(qi)“第四代(dai)(dai)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)系統國際論壇 (GIF)”,希(xi)望能(neng)(neng)(neng)更(geng)好地解決(jue)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)發展(zhan)(zhan)中(zhong)的(de)可(ke)持(chi)續性(xing)(鈾(you)(you)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)與(yu)廢物管理)、安(an) 全與(yu)可(ke)靠性(xing)、經(jing)(jing)濟性(xing)、防擴散與(yu)實體保護等(deng)問(wen)題(ti)。第四代(dai)(dai)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)系統最(zui)顯著的(de)特(te)點是 強調(diao)固有安(an)全性(xing),是解決(jue)核(he)(he)能(neng)(neng)(neng)可(ke)持(chi)續發展(zhan)(zhan)問(wen)題(ti)的(de)關(guan)鍵環(huan)節(jie)。GIF 提(ti)出六種(zhong)堆(dui)(dui)型(xing):鈉(na) 冷(leng)(leng)快堆(dui)(dui)、鉛(qian)冷(leng)(leng)快堆(dui)(dui)、氣(qi)冷(leng)(leng)快堆(dui)(dui)、超臨(lin)界水堆(dui)(dui)、超高(gao)溫氣(qi)冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)和熔鹽(yan)堆(dui)(dui),其中(zhong)鈉(na)冷(leng)(leng)快 堆(dui)(dui)將核(he)(he)燃料(liao)的(de)使(shi)用(yong)效率提(ti)高(gao)約 50 倍,是最(zui)接(jie)近(jin)滿足(zu)商業核(he)(he)電廠需要的(de)堆(dui)(dui)型(xing)(可(ke)將 天(tian)然鈾(you)(you)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)率從目前(qian)的(de)約 1%提(ti)高(gao)至(zhi) 60%以上(shang),并實現放(fang)射性(xing)廢物最(zui)小(xiao)化(hua),可(ke) 解決(jue)鈾(you)(you)礦資(zi)源(yuan)枯竭(jie)、核(he)(he)材料(liao)利(li)用(yong)率低和核(he)(he)廢料(liao)難以處理等(deng)問(wen)題(ti))
中(zhong)長期(qi)來看,預計我國將發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)以(yi)鈉(na)(na)冷(leng)(leng)快堆(dui)、超高溫(wen)氣冷(leng)(leng)堆(dui)等(deng)為主(zhu)的(de)第四代核(he)(he)能系統(tong)。 根據杜祥琬《核(he)(he)能技(ji)術(shu)方(fang)向(xiang)研究及(ji)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)路(lu)線(xian)圖(tu)》,我國核(he)(he)能發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)近中(zhong)期(qi)目(mu)標是(shi)優化自 主(zhu)第三代核(he)(he)電技(ji)術(shu);中(zhong)長期(qi)目(mu)標是(shi)開(kai)發(fa)(fa)以(yi)鈉(na)(na)冷(leng)(leng)快堆(dui)為主(zhu)的(de)第四代核(he)(he)能系統(tong),積極開(kai) 發(fa)(fa)模塊化小堆(dui)、開(kai)拓核(he)(he)能供熱和(he)核(he)(he)動力(li)等(deng)利用領(ling)域;長遠目(mu)標則是(shi)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)核(he)(he)聚(ju)變(bian)技(ji)術(shu)。
根據核(he)(he)(he)能(neng)技術發(fa)展(zhan)路線圖,在(zai)第四代核(he)(he)(he)能(neng)系統(tong)中,鈉冷(leng)(leng)快堆(dui)(dui)、超(chao)高(gao)溫氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)的示(shi)(shi)范(fan) 推(tui)廣、商業化(hua)進程相對較快,有望(wang)在(zai) 2020-2030 年期間適當推(tui)廣: 1. 高(gao)溫氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)核(he)(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)示(shi)(shi)范(fan)工(gong)(gong)程:根據科技部 2021 年 12 月 23 日(ri)《我國高(gao)溫氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui) 核(he)(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)示(shi)(shi)范(fan)工(gong)(gong)程首(shou)次(ci)并網(wang)發(fa)電(dian)(dian)成(cheng)功》,2021 年 12 月 20 日(ri),高(gao)溫氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)核(he)(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)示(shi)(shi)范(fan) 工(gong)(gong)程 1 號(hao)反應(ying)堆(dui)(dui)完成(cheng)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)初始負荷運行試(shi)驗(yan)評(ping)價,首(shou)次(ci)并網(wang)成(cheng)功,發(fa)出(chu)第一度電(dian)(dian)。 該核(he)(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)裝機(ji)容量 20 萬千瓦,設(she)備國產化(hua)率達到(dao) 93.4%,其(qi)中包括全球首(shou)臺高(gao)溫 氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)螺(luo)旋盤(pan)管式(shi)直(zhi)流蒸汽發(fa)生器等(deng)。 2. 霞(xia)浦(pu)核(he)(he)(he)電(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)范(fan)快堆(dui)(dui):根據福建省政府(fu) 2021 年 2 月 2 日(ri)《霞(xia)浦(pu)示(shi)(shi)范(fan)快堆(dui)(dui) 工(gong)(gong)程 2 號(hao)機(ji)組(zu)開工(gong)(gong)建設(she)》,寧德市霞(xia)浦(pu)核(he)(he)(he)電(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)范(fan)快堆(dui)(dui)工(gong)(gong)程 2 號(hao)機(ji)組(zu)正式(shi)開 工(gong)(gong)建設(she)。
第(di)四代(dai)核能系(xi)統(tong)將(jiang)延續(xu)(xu)核電(dian)用(yong)管需求(qiu),中長期(qi)(qi)核電(dian)用(yong)管需求(qiu)具(ju)備剛性。根據寶(bao)銀特種鋼管有(you)限公司官網(wang),在第(di)四代(dai)核能系(xi)統(tong)中,高溫(wen)氣(qi)冷(leng)堆、快(kuai)中子反應(ying)堆將(jiang)延續(xu)(xu)特 殊管材需求(qiu),例如螺旋盤管(高溫(wen)氣(qi)冷(leng)堆)、六方(fang)管及(ji)包(bao)殼管(快(kuai)中子反應(ying)堆)等。 綜(zong)上,以蒸汽發(fa)生器(qi)傳熱管為代(dai)表的(de)管材作為核能系(xi)統(tong)關鍵部件(jian),長期(qi)(qi)需求(qiu)穩健。 中長期(qi)(qi)來看,第(di)三代(dai)、四代(dai)核能建設均有(you)望持(chi)續(xu)(xu)帶動(dong)核電(dian)用(yong)管需求(qiu)。